CN1038976C - 利用微处理器电源启用复位的故障保护 - Google Patents

Abstract

电视接收机的微处理器控制器22控制与水平偏转电路44耦合的运行方式电源以限定备用方式及运行方式。微处理器具有电源启动复位输入端用以在电源施加于交流电源后使操作初始化。至少一个运行方式负载44遭到过电流或过电压故障。故障检测电路28检测故障状况，并触发电源启动复位电路26使复位脉冲施加于微处理器电源启动复位输入端上。微处理器接收到复位脉冲时使电视机置于备用，除掉过电压或过电流状态下进行负载的电源。

Description

利用微处理器电源启用复位的故障保护

本发明涉及电视接收机的故障检测电路，该电路具有运行方式和备用方式，在运行方式下电源是运行的，而在备用方式下电源只供给所选定的负载电路。

各种在危险或潜在损坏性故障均可能在电视接收机内发生从而导致产生开路、短路以及元件损坏等不良后果。潜在危险故障状况的一个实例是由于过量电子束电流发射或在高压阳极电源的过压状况而产生的X射线放射。潜在损坏性故障的另一实例是垂直偏转绕组开路，这将阻止电子束扫描，而且使该电子束沿一条线或在一点上烧毁荧屏磷光体，使该磷光体永久损坏。已知的措施是检测出这些故障状况并且立即关掉电视机中所选定的运行方式负载电路的电源以作为响应，来减轻故障所造成的危险或损坏。

许多电视接收机皆含有微处理器控制器，微处理器控制器有许多其它功能，可用它控制电视接收机在运行方式与备用方式之间的切换，在运行方式时，所有电源和电路都运行，而在备用方式时，电源只供给在适当时机须予转换回至运行方式的那些电路，亦即备用负载。在设有红外线遥控信号接收器的电视接收机方面，只有遥控接收器和控制遥控接收机的微处理器需要保持备用方式供电，以等待使用者切换回到运行方式的信号。其余的工作方式的负载电路在备用方式时不供电。

对一些运行方式负载供电，作为水平偏转赋能的一种功能，例如，荧屏、聚焦、和最后阳极的高压电源和某些其他工作方式的电源都耦合在水平输出或回扫变压器的次级绕组上。回扫变压器的初绕绕组由水平输出晶体管产生的回扫脉冲来激劢。

除了经由回扫变压器产生电能以外，电视接收机还可具有一个切换方式电源，经由调整施加在电源变压器初级绕组上的脉冲宽度来供应并调节其运行方式负载的电源，该电源变压器的次级绕组与相关的运行方式负载相耦合。可产生出各种直流电源电压为运行方式负载和包括诸如微处理器控制器之类的备用负载供电。

在备用方式时，水平振荡器或回扫变压器的B+电源可以断开，解除对运行方式负载的供电；其实，只要在交流干线是得到电压，微处理器就被供电。在备用方式下，微处理器继续执行存储程序，微处理器含有诸如监控遥控接收器之类的输入/输出功能并使运行/备用输出保持在表明备用状态的电平上。

在微处理器上亦可提供“保持”(或“保存”)输入，用以传送交流干线电源损失即将来临的信号。在电源损失时立即启用“保持”输入并且通知微处理器，通过中断，存储有关在保持信号产生时的操作参数的存储信息。

当电视接收机开始与交流干线耦合或者在交流干线恢复供电时，微处理器必须复位。要提供复位输入，以使微处理器内某些内部寄存器(例如，程序计数器)利用复位电路清零或初始化。该复位电路可使复位输入在电源施加于微处理器之后的一段短时间保持“真”值。电源加上后直至复位输入启用时程序才开始执行。

在复位线启用后，只要复位输入是“真”值，微处理器的下一步操作就不能进行，微处理器无法监控其输入，无法使数据置于其输出上，或者，在复位输入保持“真”值时无法执行指令。于是，此复位线必须解除才能恢复正常的处理器程序操作。因此，不希望在检测到故障时锁存微处理器的复位输入，因为这使微处理器不操作。

微处理器的程序规划须在复位之后开始操作时，电视接收机开始采取备用方式，然后，须由使用者经由遥控器发出信号，以从备用方式切换为工作方式。

已知的措施是，将微处理器的数据输入脚耦合到具有锁存输出的故障检测电路上，由于控制编程序而不能进行不水平扫描，以作为一项保护措施，因此迫使电视接收机进入备用方式。

然而，希望避免使微处理器的一个输入脚专用这一个功能。

一个电源，可在备用操作方式与运行操作方式之间切换。一个微处理器，具有一个复位输入端，用以使微处理器复位，和一个输出端，该输出端与电源耦合，以便在两种操作方式之间切换。一个复位信号产生器与该复位输入端相连接，并且响应电源中的或与电源连接的负载中的故障。由于故障状态起动微处理器的复位状态，从而通过控制输出使电源变为备用操作方式。

本发明的另一特点在与水平偏转电路相耦合电源中过压时及/或在检测出电视接收机偏转电路内有开路或短路状况时，使水平偏转电路不工作并且启用电源复位序列以使微处理器控制器复位。

图1示出本发明的含有微处理器控制故障保护的电视接收机的部分原理方框图；及

图2示出图1所示部分的详细原理图，两图中的参考编号相对应以标示各相对应的元件。

如图1所示，微处理器22控制电视接收机在运行方式与备用方式之间的切换，提供输出STBY，此输出在运行方式时使偏转集成电路30(例如型号为M52043SP)的水平偏转电路工作。微处理器22可响应于键盘输入或由遥控接收器接收的遥控信号(图中未画出)，以起动两种方式间的切换。微处理器22还控制电视机RF射频调谐器；使荧屏显示器工作；以及依照需要提供其他功能。

在运行方式时，例如当微处理器的输出STBY是逻辑低时，能使电视接收机阴极射线管中产生电子束并予偏转(图中未画出)而当输出STBY为逻辑高时则上述情况不能发生。当输出STBY是逻辑低时，一个开关方式电源(SMPS)电压经开关晶体管(图中未画出)耦合到偏转集成电路30的脚11上以给水平振荡器130供电。

水平振荡器130与驱动级45耦合，驱动级45驱动水平输出级44(见图2)，该级44包含水平输出晶体管TH、衰减器二极管DC、回扫电容器CR、水平偏转绕组YH及S整形电容器CS。回扫变压器FBT的初级绕组W1在晶体管TH的集电极上与水平输出级44相耦合。

回扫变压器中次级绕组(局部地画出)与运行方式的各电源相耦合。次级绕组上的电压总是随着电源B+输入电压及负载的变化而一起变化。因此，次级绕组之中的一个绕组上的电压电平可被感测，而且与基准电平相比较，以检测出变压器所有次级绕组上的电压变化。

高压阳极电压源U(见图2)是由变压器FBT的次极绕组产生的一个运行方式的负载。在此高压阳极的电压幅度超过可以产生的X射线辐射量时，依据本发明的一个特性，在过压的情况时故障检测器28监控变压器FBT的一个次级绕组的电压电平，并且产生一个输出，该输出耦合到微处理器22的复位电路26上。微处理器的复位使电视机变为备用方式，解除对水平基准振荡器的供电，然后解除水平输出晶体管来的下计数驱动信号，停止产生回扫得到的电压。

作为本发明的又一个特点，与垂直偏转电路46有关，设有故障检测器28用以在垂直偏转绕组YX中的电流显示出有潜在危险或损坏性的故障时触发微处理器复位。在垂直偏转绕组YV或电路中出现短路或开路时，来自垂直输出级32耦合到偏转集成电路30的垂直振荡器和驱动器230的驱动信号，可能变为过大，或者由于垂直偏转的缺乏导致电子束烧毁荧屏磷光体。因此，偏转线圈YV中的电流可由电流感测电阻RS上的电压来感测，亦产生出垂直反馈信号VFB。电流感测信号供应给故障检测器28，用以在检测出垂直偏转电路故障时，使微处理器开始复位。微处理器22复位使电视机处于备用方式，可经由电源启动复位电路26或经由故障检测器28产生在这种方式下禁止对集成电路30中的水平振荡器部分供电，终止振荡器的基准信号，该基准信号是下计数的，用以产生垂直速率的驱动信号。

微处理机的电源复位输入端具有双重功能有利于在电视接收机开始接上交流干线电源时或在交流干线电源中断以后恢复供电时使电视接收机电路复位，以及检测出一个故障状态时使电视接收机置于备用方式。为此，微处理器编程序以在复位以后起动备用方式操作，这可以由电源复位电路26或故障检测器28产生的。

微处理器本身必须保持运行方式和备用方式下供电，因为在备用方式时微处理器必须监视其输入，以检测出受命令的运行方式。开关方式电源34与电压调整器24相连接，产生出至少一个输出电压A+，此电压在运行和备用两种模式中皆可使用。输出电压A+由晶体管TR08调节而产生电压V2，电压VZ耦合到微处理器22的VCC接脚上。

A+供应电压还耦合到保存电路25上，该保持电路25检测电源损失并且用信号通知微处理器：已发生电源故障。保持电路25系用以检测电源损失情形。只要在微处理器VCC接脚上保持足够电压，以继续操作(例如，在VCC接脚相耦合的存储电容器、预备电池等放期间)，微处理器就存储当前的操作参数数据或执行依序的电源下降顺序以响应“保持”(HOLD)信号。当电源恢复时，电视接收机可利用此等存储的操作参数而恢复操作。此“保持”输入利用诸如中继之类的微处理器输入线，以通知电源损失。

经由存储“HOLD”信号的记录并于复位之后初始化时核查该记录，微处理器乃能确定其是否在故障检测后或在电源损失后正进行初始化，以采取适当行动。例如，在预定次数的连续故障检测发生时，处理器可永久关机，无法响应其下一步切换为运行方式的命令。在微处理机执行运行命令和进入运行方式以前，上述情况要求电视接收机得检修或暂时切断交流干线电源。

图2示出一个更详细的实施例。串联通过电压调节器24的输入V2经由串联的二极管DR01和阻流圈LR02耦合到微处理器22上。电容器CR86耦合在VCC接脚与地之间用以抑制噪声。在电压源A+故障时，供给微处理器22的VCC电源由电容器CR20和经由电阻器RR43耦合的电池XR01提供的电流继续维持着。在故障情况下，二极管DR01由于电池XR01的电压的作用而反向偏置，于是可阻止对于除微处理器22以外的负载进行供电。二极管DR23将调节器24的已调整的+5伏特直流输出耦合在其它负载上(图中未示出)。

串联调节器的基准电平由齐纳二极管DR05限定，并经电阻RR56耦合到串联通过电的晶体管TR08的基极上。齐纳二极管DR05的阴极由电阻RR50耦合到未经调节的A+电源上。电容器CR21耦合到电阻RR50与齐纳二极管DR05阴极的连接点上。电阻RR81耦合在齐纳二极管DR05阳极与地之间。因此，电阻器RR81上的电压代表了流经齐纳二极管DR05的电流，而且只在施加在齐纳二极管DR05上的电压超过齐纳基准电平例如，6.2伏时才存在。

在交流干线电源故障之后，或当电视接收机开始与交流干线电源相耦合时，由于A+电压经由电阻RR50及RR56耦合在晶体管TR08的基极上，串联调节器24开始导通。然而，直到齐纳二极管DR05的阴极电压到达齐纳基准电平时，晶体管TR08发射极电压才被调整。

假定在电池XR01放电或没电的一种情况下。在VCC到达其调整后的5伏电平之前，例如在VCC约为3伏直流的阈值电平时微处理器操作。

为确保微处理器22按预定方式开始操作，在VCC电压已到达其电平足以使微处理器里的内部寄存器包括程序计数器(此计数器限定须由中央处理器执行的指令的存储位置)复位之后，产生一个电源开启复位信号。为产生此序列的事件，将电容器CR21耦合在齐纳二极管DR05的阴极及PNP晶体管TR06的发射极上。晶体管TR06的基极经电阻RR46耦合到晶体管TR06的发射极上。晶体管TR06的基极耦合到NPN晶体管TR07的集电极上。晶体管TR07的基极由电容器CR19旁路，并经电阻RR93耦合到晶体管TR06的集电极上。齐纳二极管DR05的阳极与电阻器RR81的连接点由电阻器RR89耦合到晶体管TR07的基极上。

开始当电源出现在电压端子A+上时，电容器CR21开始经电阻RR50充电。当电容器CR21已充电至4或5伏时，足够的VCC电压可用以给微处理器22供电。齐纳二极管DR05尚未开始导通直到当电容器CR21上电压到达6.2伏特时的稍后一段时间为止。在电容器CR21上所产生电压VC超过6.9伏之后，晶体管TR07导通，从而使晶体管TR06导通。晶体管TR06的集电极经电组RR84，还经过电阻RR70与电容器CR80二者的并联连接至地的并联电路耦合在微处理器22的“HOLD”输入端上。

由于晶体管TR07导通，电压VC经串联耦合的电容器CR14及电阻器RR63施加在复位电路26内的复位晶体管TR12的基极上。电容器CR15及电阻RR64的并联配置耦合在晶体管TR12的基极与地之间。晶体管TR12的集电极耦合到微处理器复位接脚上，并经电阻RR65耦合到VCC上。

开始时复位电路26的电容器CR14和CR15放电。当晶体管TR06导通时，这两个电容器皆由电压VC充电。当电容器CR15上电压到达0.7伏时，晶体管TR12导通。当晶体管TR12导通时，微处理器的REST(复位)输入被拉下，从而使微处理器22复位，直到复位线被解除时才开始执行程序。

电容器CR14继续充电至电容器阻挡电流由晶体管TR06流到晶体管TR12的基极的那一点的电压。在微处理器22的复位输入保持低值约20毫秒之后，晶体管TR12乃截止，依此方式，乃在“RESET”(复位)输入端上产生固定持续时间的一个负向瞬时复位置脉冲。

在复位线被释放时，微处理器初始化并且开始执行程序，第一指令之一是指定I/O端口的状态，具体地说，使接脚20(STBY)输出端在复位操作之后为“高”状态。如前所述，当STBY为“高”时，禁止对水平振荡器供电，阻止产生扫描波形和防止到达电源的回扫。“高”STBY信号还禁止将水平速率的回扫脉冲来使开关方式电源(SMPS)34同步化。由“高”STBY，使电视接收机置于备用方式，以使微处理器等待接收来自键盘开关或遥控接收器的运行命令。

晶体管TR06和TR07亦为保持电路25的一部分，电路25向微处理器的“HOLD”输入端发信号，告知交流干线电源已经损失。当A+电压已减少到电压VC低于6.9伏特之点时，晶体管TR06和TR07乃截止，使微处理器HOLD线衰变到0伏。HOLD线的低电平产生一次程序中断，启动一个例行程序将电源恢复供电时所需的操作参数存储在适当的寄存器内。由于微处理器的VCC电压还维持着(如前所述)，所以在VCC电压下降到维持微处理器操作所需的最低电平以下之前，HOLD中断将会得到处理。

根据本发明的一个特点，复位电路26也在电视接收机故障状况下被启动。为此目的，晶体管TR12基极耦合到故障检测电路28上，借此使在检测出故障时产生电源启动复位信号。

齐纳二极管DR21耦合到由电阻RR94及RR95所限定的分压器的边接点上，此等电阻串联耦合到“地与来自回扫变压器FBT次级绕组W2的峰值整流回扫脉冲输出”之间。此回扫脉冲从次级绕组W2耦合来并且经串联二极管DR22耦合至RR95及RR94分压器上，并经电容器CR95滤波而在电阻RR95与RR94的连接点上产生峰值整流回扫脉冲电压感测信号VX。

齐纳二级管体DR21构成为阈值比较器，低于二极管上电压超过其击穿电压(例如，10伏)时始行导通。当来自绕组W2的峰值整流信号VX超过由分压器及齐纳击穿电压所界定的预定电平时，晶体管TR12导通。

依此方式，当耦合到回扫变压器FBT次级绕组上的电源电压过驱动时，复位信号即告产生。在复位方式下，微处理器22经由关断集成电路30中的水平振荡器130，使电视接收机置于备用操作模式。由于水平振荡器130停止工作，因而回扫电压的产生乃告停止，导致由此产生的电源也停止，从而提供了所需的过压保护。

作为一个附加的有利特点，电视接收机置于备用方式，由于回扫脉冲感测电压VX消失而随后使复位晶体管TR12截止，因而使微处理器的复位线自动释放。

除了在变压器FBT的次级绕组中检测过电压状态以外，故障检测电路28还在垂直偏转电路46内检测出潜在危险或损坏状况。

在垂直输出32的电流感测电阻RF01上的电压由二极管DF06整流并由电容器CF06滤波。在垂直偏向绕组YV内的电流为交变的锯齿波，二极管DF06及电容器CF16界定一个负峰值整流器与电流感测电阻RF01上交流电压相耦合。在正常操作时，二极管DF06阴析上的电压所具有的负峰值约为-2.5伏特、直流。

二极管DF01阳极处的峰值整流电压一VS经串联电阻RF28及RR64耦合到晶体管TR12的基极上。电阻RF28与RR99耦合到晶体管TR12的基极上。电阻RF28与RR99的连接点的正基准电压(例如，+5.4伏)是由齐纳二极管DP55导得的，与负电压一VS相加。齐纳二极管DP55产生的基准电压经电阻RP56耦合到回扫产生的正电源+V1上，并由电容器CP55“去耦合”。选择电阻RF28及RF29通常须使二极管DF06阳极上的负电压和齐纳二极管DP55阳极上正电压相互平衡以使晶体管TR12截止。

当偏转绕组YV或隔直流电容器CF01发生短路或开路时，负向感测电压-VS乃告消失或变为正向。得到无偏差的偏压以抵消来自齐纳二极管DP55的电压以使晶体管TR12保持不导通。晶体管TR12导通以产生一个复位信号供微处理器22使用。电视接收机乃置于备用方式，使集成电路30及其内部的垂直振荡器不工作。因此，该复位防止垂直输出集成电路32或电源在垂直输出负载开路或短路时不致损坏或允许过热。备用方式的设定使运行方式的电源不工作，因此防止产生电子束烧毁显像管荧屏磷光体的表面的可能性。

在故障检测电路28产生复位信号之后，微处理器22继续依备用方式正常操作，监视其输入端以待键盘或遥控器的命令来起动运行方式操作。微处理器22的初始化例行程序中包括条件转移，作为电源损失或故障检测后是否复位的功能，微处理器还可编程，以在下述两种状况间予以鉴别，亦即是否能依以复位前(交流干线电源损失但无故障)的方式恢复操作，以及是否由于故障而产生复位。

微处理器22的控制程序能够确定由于故障状态或作为电源开启的结果是否产生一次复位，在某一段时间内可以计数故障而产生的复位，并且若该计数超过某一预定次数，则微处理器可以执行一个中断运行方式命令，于是禁止运行方式操作。如果微处理器永久性地禁止运行操作，则在微处理器允许选择方式操作以前，电视接收必须切断交流干线电源或予检修。

Claims (9)

1.一种具有故障保护装置的视频显示设备，包括：

一个水平偏转电路(44)，该偏转电路被控制，使该偏转电路能以运行方式处于操作状态，和以备用方式处于不操作状态；

一个运行方式电源(11)，由所说偏转电路的操作而被供能，用以对运行方式负载供电；

一个故障检测电路(28)，具有至少一个感测输入端，这个输入端被耦合得用以检测上述视频显示设备的内部故障状态，以响应该检测到的内部故障状态，产生一个故障信号；

其特征在于：

一个微处理器控制电路(22)，当交流电源初始供能或恢复时它必须被复位，以将特定的内寄存器清零或初始化，所述微处理器控制电路通过采用供到一复位输入端的一复位信号而被复位，所述复位输入端还被耦合到所述故障信号，并具有耦合的输出信号，用以控制所述偏转电路(44)的所述操作，所述微处理器实现所述内部故障状态的不存在的运行方式，并响应所述内部故障状态的检测将所述备用方式初始化，从而使所述偏转电路、所述运行方式电源和所述运行方式负荷去活化。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上述故障检测电路(28)是响应所述运行方式电源的故障状态的。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，上述微处理机控制电路(22)具有的程序可以计数故障所产生的复位信号，在超过预定的计数时禁止使用者输入执行运行方式命令。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上述微处理器(22)包括：一个永久性存储器；一个“保持”输入端(接脚34)，与所述视频显示设备的电源相耦合；以及延迟装置(XR01)，在与上述“保持”输入端相耦合的上述电源发生电源损失以后向所述的微处理器提供电源损失的延迟，该微处理器可在上述延迟期间工作，在上述永久性存储器中存储至少一个工作参数，并在电源恢复供电以后开始操作，作为上述工作参数起的一个作用。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上述偏转电路(44)包括一个水平速率输出级和一个水平振荡器(130)，该水平振荡器(130)与该输出级相耦合，上述运行方式电源(W3)与上述水平输出级相耦合。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，上述水平输出级(44)包括一个回扫变压器(FBT)，该回扫变压器具有次级绕组(W3)，该绕组与上述运行方式电源相耦合，用以产生多个电压源。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上述故障检测电路(28)包括一个电压比较器(DR21)，与上述运行方式负载相耦合，当上述运行方式负载处的电压经过至少一个预定的代表故障状态的极限电压时触发上述复位信号。

8.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，上述预定的极限电压限定一种过压状态，在运行方式电源(W2)处的过压与在荧屏电极处的过压一起发生，使偏转电路不工作而提供X射线保护。

9.一种示频显示装置，其特征在于，包括：

一个微处理器控制电路(22)，具有一个复位输入端(接脚33)和控制装置用以控制所述视频显示装置；至少两个复位信号产生装置，由上述两个复位信号产生装置的至少其中之一所产生的一个复位信号耦合到上述微处理器的复位输入端上，使上述微处理器控制电路复位以使上述视频显示装置以一种预定的方式恢复工作；所述两个复位信号产生装置中的第一个响应交流电源的施加；而两个复位信号产生装置中的第二个响应已检测到的故障状态。

Images